Advanced

Semiconductor

Engineering

Chapter 04

Energy Band of Semiconductor

물리전자공학

제 1 절 : 고체의 에너지 준위

제 2 절 : 에너지 갭

제 3 절 : 간접 및 직접 천이형 반도체

제 4 절 : 불순물 반도체의 에너지 대

Chapter 04

Energy Band of Semiconductor

4-1 고체의 에너지 준위

1.고체의 에너지

*금속의 자유전자 근사 모델

4-1 고체의 에너지 준위

1. 고체의 에너지

*고체 내 전자의 에너지 준위

4-1 고체의 에너지 준위

2. 고체의 주기적 에너지 준위

-주기적 위치에너지 의 근사

- 주기적 위치에너지

의 해의 범위

4-1 고체의 에너지 준위

1. 고체의 에너지 - 브록흐(Block)의 정리

- 크로니히 페니(Kronig-Penney)의 모델

- 에너지와 파수와의 관계 곡선

4-1 고체의 에너지 준위

2. 결정 중 전자의 운동

-진공 중 자유전자의 실효질량 : 결정 내 전자에 힘이 작용 하면 전자의 운동에 대한 관성질량을 의미

4-1 고체의 에너지 준위

2. 결정 중 전자의 운동

- 반도체의 주기적 포텐셜 내의 전자

- 전자의 에너지, 속도, 유효질량

4.1 고체의 에너지 준위

3. 반도체의 에너지

1. 원자결합에 의한 위치에너지

- 원자가 충분히 떨어져 있어 고립된 상태에 있는 경우

* 두 원자가 결합하여 나타나는 위치에너지의 합성

4.1 고체의 에너지 준위 3. 반도체의 에너지

- 두 개의 원자가 인접하여 존재하는 경우 * 원자 내 전자들은 서로 결합하여 결정 물질을 이루는 결합 력으로 작용

* 인접 원자 내 전자의 위치 에너지

4.1 고체의 에너지 준위 3. 반도체의 에너지

* 에너지대의 구조

- 원자 사이의 거리가 가까워질수록 각각의 상태(state)가 두 개의 상태로 쪼개지는데, 결합하지 않는 상태 와 결합

상태 (bonding state)

4.1 고체의 에너지 준위 3. 반도체의 에너지

- 10개의 내부 전자는 특정한 원자핵에 단단히 속박되어 있 고 4개의 최외각 전자만 서로 궤도를 공유하여 최외각 전자만 결합여 참여